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2015-11-16 19:16
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日本東京理科大學(xué)駒場慎一教授等人在新一代鉀離子電池技術(shù)的研發(fā)中找到了突破口。研究人員使用石墨電極在不降低性能的情況下成功實(shí)現(xiàn)了多次充放電。使用該技術(shù)的新型電池有望比鋰離子電池的充放電速度提高10倍，并且可對應(yīng)高強(qiáng)度電流，輸出更大電力。可應(yīng)用于對瞬時提速要求較高的電動跑車。
駒場教授等人將石墨作為電池的負(fù)極，進(jìn)行了100多次的充放電試驗，確認(rèn)電池的性能沒有下降。電池容量為每克244毫安時，研究人員在利用樹脂加固石墨以及提高鉀離子電解液的純度等實(shí)驗中取得了成功。與鋰離子電池只使用銅電極不同，實(shí)驗中使用了固定在鋁膜上的石墨電極，有利于降低成本。
此外，使用鉀離子的時候，電壓能降到-0.09伏特，而鋰離子等傳統(tǒng)電池的電壓無法降到負(fù)值。截至目前，要提高電池容量只有提高正極電壓一種方法。而鉀離子電池有望通過降低負(fù)極電壓使整體電壓超過鋰離子等電池。
鉀、鋰、鈉都是堿性金屬元素。和鋰相比，鉀離子在電解液中的移動更加活潑，更適合在短時間內(nèi)的充電及一次性釋放大量電流，輸出高功率。目前，電動汽車存在充電時間過長的問題，如果可以在短時間內(nèi)能夠完成充電的話，將提高電動汽車的便利性。
此外，鉀離子電池的構(gòu)造與鋰離子電池基本一樣，可以在相同的生產(chǎn)線上生產(chǎn)。據(jù)悉，鉀離子電池的溶解溫度為攝氏64度，相較鋰離子電池，自身起火的危險性也較低。
由于鉀的原子編號大于鋰和鈉，用于制造同等容量的電池的話，鉀離子電池較重。并且離子體積變大，導(dǎo)致可用于正極的材料非常有限，這也成為鉀離子電池特有的問題之一。在全世界范圍，目前尚未研發(fā)出具備充分性能的正極。而對于實(shí)現(xiàn)鉀離子電池而言，僅有負(fù)極是不夠的，正極的研發(fā)也不可或缺。
對此，駒場教授表示：“正極的研發(fā)也在不斷取得進(jìn)展，我認(rèn)為明年內(nèi)就能成功研發(fā)出鉀離子電池”。
